WO2009143867A1 - Usb-schnittstelle für ein endgerät - Google Patents

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WO2009143867A1
WO2009143867A1 PCT/EP2008/004386 EP2008004386W WO2009143867A1 WO 2009143867 A1 WO2009143867 A1 WO 2009143867A1 EP 2008004386 W EP2008004386 W EP 2008004386W WO 2009143867 A1 WO2009143867 A1 WO 2009143867A1
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WO
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usb interface
usb
master
slave
connection
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PCT/EP2008/004386
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English (en)
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Inventor
Bernhard Eusterbrock
Harald Kapp
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
    • G06F13/385—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter for adaptation of a particular data processing system to different peripheral devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00—Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0042—Universal serial bus [USB]

Definitions

  • the present invention relates to a USB interface for a terminal for selective operation as master or slave.
  • USB interfaces Universal Serial BUS
  • USB interfaces for communication and data exchange between a host computer and terminals or for communication and data exchange between various devices such as digital cameras, printers, mobile phones, memory cards, control devices, protection devices, etc .
  • the host computer assumes a master function and initiates communication and data exchange via the USB interface with the terminal, which functions as a slave and executes commands of the host computer or master , If no host computer is available, it can be connected via a USB-2.
  • USB-OTG On the Go
  • O-Specified USB-OTG (On the Go) standards simple data exchange protocol of one of several terminals with USB interface a host function and thus a master function and initiate data exchange and communication with other terminals, if at least this is a advice about a USB-2.
  • Such a USB OTG interface is suitable for optional operation as a master or slave by the mode is defined as host or master or as a terminal or slave over the simple data exchange protocol.
  • the object of the present invention is to offer an adjustment possibility or configuration possibility for a USB interface of the type mentioned in the introduction, which allows the optional operation as master or slave, without to rely on a protocol-based data exchange.
  • a USB interface of the type mentioned above in that a first and a second connection are provided, wherein the first connection is provided for the operation of the USB interface as a master and wherein the second connection for the operation of the USB interface is configured as a slave.
  • a selection possibility or configuration possibility for the USB interface for configuration as a master or as a slave is possible in a simple and advantageous manner, without That data exchange protocols must be sent via the USB interface, because the first port is intended for operation as a master and the second port is configured for the operation of the USB interface as a slave device.
  • a storage device for data transfer can be connected to the first connection, from which data is to be transferred to the terminal, which in this case functions as a master.
  • a laptop can be connected to the second port as a host computer, which then performs the master function, the terminal then functioning as a slave and, for example, a data request from the connected host computer to the terminal, which for example is a protective device of an electronic energy transmission network is running, and data is transmitted from this terminal to the host computer.
  • the second connection is connected via a logic circuit to an input port of a single USB controller of the USB interface such that a device connected to the second connection switches over the single USB controller from a master configuration to a slave device. Configuration triggers.
  • a single USB controller of a USB interface is default beside configured as a master in an output configuration, so that the USB interface is to be operated by the USB controller as a master, advantageously connecting a device to the second port of the USB Switching the USB controller to a slave configuration and thus enabling operation of the USB interface as a slave.
  • a USB supply voltage of the connected device triggers switching off.
  • a USB supply voltage of a connected device to the second connection offers a simple and advantageous possibility of triggering the change of the configuration because such a supply voltage is supplied by devices which are used as masters and consequently in such a case USB interface must be configured as a slave.
  • locking means are provided for respectively locking one terminal when the other terminal is used.
  • locking means for example in the form of a mechanically movable slide, which releases only one of the two ports and simultaneously closes the other by a shutter, advantageously avoided that two devices simultaneously to a USB interface with its two terminals affiliated be so that when using such locking means a parallel operation of the USB interface as master and slave is reliably prevented, because such a parallel operation as master and slave for the USB controller of the USB interface is not possible.
  • the figure shows an exemplary embodiment of an inventive USB interface 1 with a USB controller 2, which is connected by means of data lines 3 and 4 to a first terminal 5 (USB master), and via data lines 6 and 7 with a second terminal 8 (USB slave ) connected is.
  • the first and the second terminal 5 and 8 are common known USB connector for connecting a USB connection cable and connect to another device, which also has a USB interface, for data exchange and for
  • the second connection 8 also has a ground connection and a 5V supply line 10 which is coupled via a logic circuit 11 for detecting a device connected to the second connection 8 to a further controller input 12 of the USB controller 2.
  • the USB interface 1 is connected via an only schematically represented further internal BUS system 13 with the device in which the USB interface 1 is installed, in connection, for example, to collect the data of the device and to communicate via the USB interface , or control commands that come in via the USB interface to pass to the device so that they are executed there.
  • the USB controller 2 is in a master configuration, ie in a configuration such that when the device is connected to the first connection 5, the USB controller 2 exchanges data with the data via the USB interface 1 5 connected device initiated so that the USB interface 1 acts as a master and connected to the first port 5 device as a slave.
  • a data exchange with a storage device such as a USB
  • USB Stick which is initiated via the USB interface 1 and transfers data from the device in which the USB interface 1 is installed to the external device connected to the first connection 5 or data from the device connected to the connection 5 receives.
  • the supply line 10 in the exemplary embodiment and the logic circuit 11 a signal to a controller input 12 of the USB controller 2 which reconfigures the controller 2 from its master configuration into a slave configuration, so that when the host computer is connected to the second connection 8, which provides a USB supply voltage to the supply line 10 of the second connection 8, the USB interface 1 operates with the USB controller 2 in slave mode, so that a data exchange via the USB interface 1 is initiated and controlled by the connected to the second port 8 external host computer.
  • USB interface 1 By selectively connecting an external device to the first port 5 or the second port 8 is thus an optional configuration of the USB interface 1 as Master or as a slave by interrogating a supply voltage provided by a host computer on the supply line so that in the presence of this supply voltage the USB controller 2 operates as a slave and if there is no supply voltage and connected device at the first connection 5 the USB controller 2 of the USB interface 1 works as a master, without the need for a data exchange protocol between different devices must be processed.
  • locking means for respectively locking the one connection in a device to be used or connected to the other connection, so that a simultaneous connection of two devices to the two connections is effectively prevented and prevented.
  • Such locking means can be realized, for example, in the form of a slide with two openings, which are concealed or released according to a panel provided on a device in which the USB interface 1 is installed.

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Abstract

Um für USB-Schnittstelle für ein Endgerät zum wahlweisen Betrieb als Master oder als Slave, eine Einstellmöglichkeit bzw. Konfigurationsmöglichkeit anzubieten, welche den wahlweisen Betrieb als Master oder Slave ermöglicht, ohne auf einen protokollgestützten Datenaustausch angewiesen zu sein, wird vorgeschlagen, dass ein erster und ein zweiter Anschluss vorgesehen sind, wobei der erste Anschluss für den Betrieb der USB-Schnittstelle als Master vorgesehen ist und wobei der zweite Anschluss für den Betrieb der USB-Schnittstelle als Slave konfiguriert ist.

Description

USB-Schnittstelle für ein Endgerat
Die vorliegende Erfindung betrifft eine USB-Schnittstelle für ein Endgerat zum wahlweisen Betrieb als Master oder als Slave.
Aus dem landläufigen Stand der Technik sind USB-Schnittstellen (Universal Serial BUS) zur Kommunikation und zum Datenaustausch zwischen einem Host-Computer und Endgeraten oder zur Kommunikation und zum Datenaustausch zwischen verschiedenen Endgeraten wie beispielsweise Digitalcameras, Drucker, Mobiltelefone, Speicherkarten, Steuerungsgerate, Schutzgerate etc. bekannt. Bei dem Datenaustausch bzw. der Kommunikation zwischen einem Host-Computer und einem Endgerat übernimmt der Host-Computer eine Masterfunktion und initiiert die Kommunikation und den Datenaustausch über die USB-Schnittstelle mit dem Endgerät, welches als Slave funktioniert und Befehle des Hostrechners bzw. Masters ausfuhrt. Steht kein Host-Computer zur Verfugung, so kann über ein in der USB-2. O-Spezifikation festgeschriebenen USB-OTG-(On the Go) Standards einfaches Datenaustauschprotokoll eines von mehreren Endgeraten mit USB- Schnittstelle eine Host-Funktion und damit eine Masterfunktion ausüben und den Datenaustausch und die Kommunikation mit anderen Endgeraten initiieren, wenn zumindest dieses ein Ge- rat über eine USB-2. O-Schnittstelle mit On the Go-Standard verfugt. Eine derartige USB-OTG-Schnittstelle ist zum wahlweisen Betrieb als Master oder Slave geeignet, indem über das einfache Datenaustauschprotokoll der Modus als Host bzw. Master oder als Endgerat bzw. Slave festgelegt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine USB- Schnittstelle der eingangs erwähnten Art eine Einstellmog- lichkeit bzw. Konfigurationsmoglichkeit anzubieten, welche den wahlweisen Betrieb als Master oder Slave ermöglicht, ohne auf einen protokollgestutzten Datenaustausch angewiesen zu sein.
Erfindungsgemaß gelost wird diese Aufgabe bei einer USB- Schnittstelle der eingangs erwähnten Art dadurch, dass ein erster und ein zweiter Anschluss vorgesehen sind, wobei der erste Anschluss für den Betrieb der USB-Schnittstelle als Master vorgesehen ist und wobei der zweite Anschluss für den Betrieb der USB-Schnittstelle als Slave konfiguriert ist.
Durch das Vorsehen eines ersten und eines zweiten Anschlusses in üblicher USB-Ausfuhrung für die eine USB-Schnittstelle wird in einfacher und vorteilhafter Weise eine Auswahlmog- lichkeit bzw. Konfigurationsmoglichkeit für die USB-Schnitt- stelle zur Konfiguration als Master oder als Slave ermöglicht, ohne dass Datenaustauschprotokolle über die USB- Schnittstelle verschickt werden müssen, weil der erste Anschluss für den Betrieb als Master vorgesehen ist und der zweite Anschluss für den Betrieb der USB-Schnittstelle als Slave-Device konfiguriert ist. So kann in einfacher Weise an den ersten Anschluss beispielsweise ein Speichergerat zum Datentransfer angeschlossen werden, von dem Daten auf das Endgerat transferiert werden sollen, welches in diesem Fall als Master funktioniert. In einem anderen Fall kann an den zwei- ten Anschluss ein Laptop als Hostrechner angeschlossen werden, welcher dann die Masterfunktion ausübt, wobei das Endgerat dann als Slave funktioniert und beispielsweise eine Datenabfrage von dem angeschlossenen Hostrechner an das Endgerat, welches beispielsweise ein Schutzgerat eines Elektro- energieubertragungsnetzes sein kann, ausgeführt wird und Daten von diesem Endgerat auf den Hostrechner übertragen werden . In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Anschluss über eine Logikschaltung derart mit einem Eingangsport eines einzigen USB-Controllers der USB-Schnittstelle verbunden, dass ein an dem zweiten Anschluss angeschlossenes Gerat ein Umschalten des einzigen USB-Controllers von einer Master-Konfiguration auf eine Slave-Konfiguration auslost. Ein einziger USB-Controller einer USB-Schnittstelle ist in einer Ausgangs- Konfiguration defaultmaßig als Master konfiguriert, sodass die USB-Schnittstelle durch den USB-Controller als Master zu betreiben ist, wobei in vorteilhafter Weise ein Anschließen eines Gerätes an den zweiten Anschluss der USB-Schnittstelle ein Umschalten des USB-Controllers auf eine Slave-Konfiguration und damit einen Betrieb der USB-Schnittstelle als Slave ermöglicht .
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung lost eine USB-Versorgungsspannung des angeschlossenen Gerätes das Umschalten aus. Eine USB-Versorgungsspannung eines angeschlossenen Gerätes an dem zweiten Anschluss bietet eine einfache und vor- teilhafte Möglichkeit, die Änderung der Konfiguration auszulosen, weil eine derartige Versorgungsspannung von Geraten, welche als Master verwendet werden, zur Verfugung gestellt wird und folglich in einem solchen Fall die USB-Schnittstelle als Slave konfiguriert sein muss.
In weiterer vorteihafter Ausfuhrungsform der Erfindung sind Verriegelungsmittel zum jeweiligen Verriegeln des einen Anschlusses bei benutztem anderen Anschluss vorgesehen. Mit derartigen Verriegelungsmitteln, beispielsweise in Form eines mechanisch beweglichen Schiebers, welcher jeweils nur einen der beiden Anschlüsse freigibt und den anderen gleichzeitig durch eine Blende verschließt, wird in vorteilhafter Weise sicher vermieden, dass zwei Gerate gleichzeitig an die eine USB-Schnittstelle mit ihren beiden Anschlüssen angeschlossen werden, sodass bei Verwendung von derartigen Verriegelungsmitteln ein Parallelbetrieb von der USB-Schnittstelle als Master und Slave sicher verhindert ist, weil ein derartiger Parallelbetrieb als Master und Slave für den USB-Controller der USB-Schnittstelle nicht möglich ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausfuhrungsbeispiels und der Zeichnung naher erläutert, deren einzige Figur ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemaßen USB-Schnittstelle zeigt.
Die Figur zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemaßen USB-Schnittstelle 1 mit einem USB-Controller 2, welcher mittels Datenleitungen 3 und 4 mit einem ersten Anschluss 5 (USB Master) verbunden ist, und über Datenleitungen 6 und 7 mit einem zweiten Anschluss 8 (USB Slave) verbunden ist. Der erste und der zweite Anschluss 5 bzw. 8 sind übliche bekannte USB-Stecker zum Anschließen eines USB-Anschlusskabels und Verbinden mit einem anderen Gerat, welches ebenfalls über eine USB-Schnittstelle verfugt, zum Datenaustausch und zur
Kommunikation. Der zweite Anschluss 8 verfugt ebenfalls über einen Masseanschluss und eine 5V-Versorgungsleitung 10, welche über eine Logikschaltung 11 zum Detektieren eines am zweiten Anschluss 8 angeschlossenen Gerätes mit einem weite- ren Controller-Eingang 12 des USB-Controllers 2 gekoppelt ist. Die USB-Schnittstelle 1 steht über ein nur schematisch dargestelltes weiteres internes BUS-System 13 mit dem Gerat, in dem die USB-Schnittstelle 1 eingebaut ist, in Verbindung, beispielsweise um die Daten des Gerätes zu sammeln und über die USB-Schnittstelle zu kommunizieren, oder Steuerungsbefehle, die über die USB-Schnittstelle eingehen, an das Gerat weiterzugeben, so dass diese dort ausgeführt werden. Der USB-Controller 2 befindet sich defaultmaßig in einer Mas- ter-Konflguration, d. h. in einer derartigen Konfiguration, dass bei einem angeschlossenen Gerat an dem ersten Anschluss 5 der USB-Controller 2 über die USB-Schnittstelle 1 einen Da- tenaustausch mit dem am ersten Anschluss 5 angeschlossenen Gerat initiiert, sodass die USB-Schnittstelle 1 als Master fungiert und das am ersten Anschluss 5 angeschlossene Gerat als Slave. In diesem Betriebsmodus mit an dem ersten Anschluss 5 angeschlossenem externen Gerat ist beispielsweise ein Datenaustausch mit einem Speichergerat wie einem USB-
Stick ermöglicht, welcher über die USB-Schnittstelle 1 initiiert wird und Daten von dem Gerat, in dem die USB-Schnitt- stelle 1 eingebaut ist, auf das externe am ersten Anschluss 5 angeschlossene Gerat transferiert, oder von dem am Anschluss 5 angeschlossenen Gerat Daten aufnimmt.
Wird ein externer Host-Computer, beispielsweise ein Laptop, an den zweiten Anschluss 8 der USB-Schnittstelle 1 angeschlossen, so wird über die Versorgungsleitung 10 im Ausfuh- rungsbeispiel und die Logikschaltung 11 auf einen Controller- Eingang 12 des USB-Controllers 2 ein Signal gegeben, welches den Controller 2 von seiner Master-Konfiguration in eine Slave-Konflguration umkonfiguriert, sodass bei angeschlossenem Host-Computer an dem zweiten Anschluss 8, welcher eine USB-Versorgungsspannung auf die Versorgungsleitung 10 des zweiten Anschlusses 8 gibt, die USB-Schnittstelle 1 mit dem USB-Controller 2 im Slave-Betrieb arbeitet, sodass ein Datenaustausch über die USB-Schnittstelle 1 von dem am zweiten Anschluss 8 angeschlossenen externen Host-Computer initiiert und gesteuert ist.
Mittels des wahlweisen Anschließens eines externen Gerätes an dem ersten Anschluss 5 oder dem zweiten Anschluss 8 ist somit eine wahlweise Konfiguration der USB-Schnittstelle 1 als Master oder als Slave ermöglicht, indem eine von einem Host- Computer zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung auf der Versorgungsleitung abgefragt wird, sodass bei Vorhandensein dieser Versorgungsspannung der USB-Controller 2 als Slave ar- beitet und bei nicht vorhandener Versorgungsspannung und angeschlossenem Gerat am ersten Anschluss 5 der USB-Controller 2 der USB-Schnittstelle 1 als Master arbeitet, ohne dass hierzu ein Datenaustauschprotokoll zwischen verschiedenen Geraten abgearbeitet werden muss.
Figurlich nicht dargestellt sind erfindungsgemaße Verriegelungsmittel zum jeweiligen Verriegeln des einen Anschlusses bei einem zu benutzenden bzw. an dem jeweils anderen Anschluss angeschlossenen Gerat, sodass ein gleichzeitiges An- schließen von zwei Geraten an die beiden Anschlüsse wirksam unterbunden und verhindert ist. Somit ist gewahrleistet, dass der USB-Controller 2 und die USB-Schnittstelle 1 nur entweder als Master oder als Slave arbeiten. Derartige Verriegelungsmittel können beispielsweise in Form eines Schiebers mit zwei Offnungen, welche von einer an einem Gerat, in dem die USB- Schnittstelle 1 eingebaut ist, vorgesehenen Blende entsprechend verdeckt oder freigegeben werden, realisiert sein.
Be zugs zeichenli ste
1 USB-Schnittstelle
2 USB-Controller
3, 4 Datenleitungen
5 erster Anschluss
6,7 Datenleitungen
8 zweiter Anschluss
9 GND
10 Versorgungsleitung +5V
11 Logikschaltung
12 Controller-Eingang
13 BUS-System

Claims

Patentansprüche
1. USB-Schnittstelle (1) für ein Endgerat zum wahlweisen Betrieb als Master oder als Slave, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein erster (5) und ein zweiter (8) Anschluss vorgesehen sind, wobei der erste Anschluss (5) für den Betrieb der USB- Schnittstelle (1) als Master vorgesehen ist und wobei der zweite Anschluss (8) für den Betrieb der USB-Schnittstelle (1) als Slave konfiguriert ist.
2. USB-Schnittstelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der zweite Anschluss (8) über eine Logikschaltung (11) derart mit einem Eingangsport (12) eines einzigen USB-Controllers
(2) der USB-Schnittstelle (1) verbunden ist, dass ein an dem zweiten Anschluss (8) angeschlossenes Gerat ein Umschalten des einzigen USB-Controllers (2) von einer Master-Konfiguration auf eine Slave-Konfiguration auslost.
3. USB-Schnittstelle nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine USB-Versorgungsspannung des angeschlossenen Gerätes das Umschalten auslost.
4. USB-Schnittstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Verriegelungsmittel zum jeweiligen Verriegeln des einen Anschlusses (5, 8) bei benutztem anderen Anschluss (8, 5) vor- gesehen sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014001633A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Dieter Meiller Datenträger-Gerät

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US20070033308A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Sunplus Technology Co., Ltd. USB apparatus capable of automatically detecting a USB mode and the method thereof

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